'애플 칩 위탁 생산' 되찾아올까…승부수 띄운 삼성

아이폰 AP 위탁 생산, 지난해부터 TSMC가 독점 공급
오는 5월 '삼성 파운드리포럼'서 8나노·6나노 기술공개
애플·퀄컴·엔비디아 등 美 고객사에 기술력 입증 기회
10나노는 삼성이 먼저 양산…7나노는 치열한 다툼중

삼성전자 반도체 생산라인

[아시아경제 강희종 기자]삼성전자가 오는 5월 미국에서 파운드리포럼을 열고 8나노미터(nm·1나노미터는 10억분의1 미터)와 6나노 공정에 대한 로드맵을 공개하기로 함에 따라 반도체 업계에 미세공정 경쟁이 다시 불붙고 있다.

삼성전자는 지난 16일 뉴스룸을 통해 오는 5월24일 미국에서 열리는 삼성 파운드리포럼에서 파운드리 로드맵과 구체적인 기술들을 고객에게 공개할 것"이라며 "현재 로드맵상에는 8나노와 6나노가 있다"라는 사실을 공개했다.

삼성은 주기적으로 미국에서 파운드리 포럼을 개최했다. 지난해 11월 미국 산타클라라에서 열린 파운드리 포럼에서는 전력 소모를 줄이고 성능은 높인 10나노, 14나노 시스템반도체 파운드리 신공정을 새롭게 선보였다. 극자외선(EUV) 장비를 사용한 7나노 웨이퍼와 개발현황도 공개했다. 당시 김기남 삼성전자 반도체총괄 사장도 행사에 참석해 힘을 보탰다.

반도체 산업에서 파운드리란 반도체 설계 업체로부터 설계도를 받아 반도체를 위탁생산하는 기업을 말한다. 전세계 1위 파운드리는 대만의 TSMC다. 삼성전자는 D램이나, 낸드플래시 등 메모리 반도체 분야에서는 압도적 1위이지만 파운드리 분야에서는 4위권에 머물러 있다.

파운드리 기업의 최대 고객사는 퀄컴, 애플, 엔비디아 등 미국 기업들이다. 이중 연간 2억대의 아이폰을 판매하는 애플은 세계 최대 고객사다.

삼성전자는 2007년부터 애플의 아이폰용 애플리케이션프로세서(AP)를 위탁 생산했다. 하지만 2012년부터 애플이 TSMC에 물량을 배분하면서 삼성전자 시스템LSI사업부가 타격을 받기 시작했다. 애플은 지난해 9월 출시한 아이폰7에 탑재하는 A10 칩부터는 아예 TSMC가 독점 공급하고 있다. 아이폰8에 탑재하는 A11도 TSMC가 독점공급할 것이라는 전망도 나온다.

애플의 빈자리를 채운 것은 퀄컴이다. 삼성전자는 퀄컴과 전략적인 관계를 갖고 쿼컴의 주요 반도체를 위탁생산하고 있다. 갤럭시S8에 탑재되는 스냅드래곤835는 삼성의 최신 10나노 핀펫(FinFET) 공정을 통해 생산한다.

삼성전자가 애플을 되찾아올 경우 시스템반도체 분야에서 TSMC를 바짝 추격할 수 있다. 애플이 삼성전자 대신 TSMC를 선택한 것은 스마트폰 사업에서 경쟁관계에 있는 삼성전자를 견제하기 위한 차원이라는 분석도 있다. 하지만 삼성전자가 독보적인 경쟁력을 갖춘다면 다시 애플 칩 위탁 생산을 되찾아 올 수 있을 것으로 전망된다.

파운드리 사업에서 경쟁력은 미세공정에 있다. 반도체 공정 기술은 미세해질 수록 성능과 전력 효율을 높일 수 있다. 전세계 파운드리는 10나노에 이어 7나노 경쟁에 몰두해 있다. 삼성전자는 14나노에 이어 지난해 세계 최초로 10나노 핀펫 공정의 양산에 성공하면서 기술력을 과시했다.

삼성에 자존심을 상한 TSMC는 7나노 공정에 열을 올리고 있다. 올해 아이폰 신제품에 들어가는 10나노 칩을 생산하기 시작한 TSMC는 2018년 초에 7나노 양산을 시작한다는 계획이다. 이를 위해 올해 1분기부터 7나노 공정을 통해 미디어텍의 차기 AP 시험 양산에 들어갔다. 이는 당초 2018년 하반기에 7나노 양산을 시작할 것이라는 당초 계획을 상당히 앞당긴 것이다.

여기에서 한발 더 나아가 TSMC는 약 157억달러(약 18조원)를 들여 차세대 5나노와 3나노 로직공정이 적용되는 신규 공장을 타이완 남부 카오슝 사이언스파크 내에 짓기로 했다.

마크 리우(Mark Liu) TSMC 최고경영자는 지난달 24일 "우리는 5나노 공정 기술에 약 6000명의 연구 개발 인력을 투입했다"며 "3나노 개발에는 이미 수백명의 개발 엔지니어를 배치했다"고 밝혔다.

삼성전자가 오는 5월 8나노와 6나노 로드맵을 공개하기로 한 것은 이같은 미세공정 경쟁에서 뒤쳐지지 않겠다는 의지를 대외적으로 표명한 것으로 분석된다. 이날 행사에서 삼성은 애플, 퀄컴, 엔비디아 등 미국 고객사들 앞에서 기술적 우위를 입증하는데 주력할 것으로 보인다.

삼성전자는 지난 1월 실적발표 컨퍼런스콜에서 "7나노는 2018년초 생산을 목표로 추진하고 있다"고 밝힌 바 있다. 삼성전자는 7나노 공적에는 EUV(극자외선 노광장비)를 도입할 계획이다. 7나노 양산 시기는 삼성전자와 TSMC가 비슷할 것으로 예상된다.

삼성전자는 7나노 양산에 앞서 EUV를 사용하지 않는 8나노 공정을 선보일 계획이다. 8나노에는 10나노 공정에 쓰이는 불화아르곤(ArF) 액침(이머전) 장비를 그대로 이용한다. 이를 통해 삼성전자는 추가 투자 없이 더욱 고성능·저전력 반도체를 고객사에게 적기에 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

강희종 기자 mindle@asiae.co.kr